一種夾具裝置及頂破裝置的製作方法
2023-10-06 10:12:59 5
本實用新型涉及紡織領域，尤其涉及一種用於測試紡織品/紡織結構增強柔性複合材料頂破性能的夾具裝置及頂破裝置。
背景技術：
紡織品及其增強柔性複合材料由於其自身的輕質高強、柔韌性好等優勢，越來越廣泛地應用於軍工、建築、運輸、土木以及安全防護等領域。在其使用過程中，不可避免受到尖銳物體(如砂礫、石子等)的破壞，造成在紡織品及其增強柔性複合材料的頂破破壞。頂破損傷是一種局部的集中應力損傷，頂破損傷一旦發生並逐步積累會導致大面積的損傷突然產生，這種損傷往往在有明顯徵兆時已經無法阻止。因此，紡織品及其增強的柔性複合材料的頂破性能非常有必要進行實驗測試工作，並根據實驗結果進行理論建模，進而分析其頂破損傷機制，為高頂破容限紡織品及其增強柔性複合材料的結構設計提出理論依據。
目前在傳統紡織品的頂破測試中，一般採用圓形的球體，對樣品進行頂破實驗，以模擬衣用織物在穿著過程中在肘部、膝部等部位的頂破損傷，而這種形式的測試在非穿著類紡織品的頂破損傷測試中並不適用。這主要是由於以下兩方面的原因：一方面，非穿著類紡織品尤其是用在建築、土工類的產業用紡織品一般強度、模量較高，是傳統的衣用紡織品的幾十倍，甚至上百倍，傳統的紡織品頂破測試量程遠遠達不到；另一方面，這類紡織品的使用環境遠遠比衣用紡織品要惡劣得多，需要抵抗較多尖銳物體的頂破損傷形式。
因此需要開發適用於高強高模的產業用紡織品及其增強複合材料的頂破性能測試的夾具裝置及頂破裝置，以解決現有技術中存在的缺陷。
技術實現要素：
有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種用於測試紡織品/紡織結構增強柔性複合材料頂破性能的夾具裝置及頂破裝置。
為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：
一種夾具裝置，其包括上夾具及下夾具，所述上下夾具之間使用多級階梯狀上下夾持。
優選的，在上述夾具裝置中，所述夾具裝置的形狀為圓形。
優選的，在上述夾具裝置中，所述圓形的夾具裝置內直徑範圍為50mm-150mm。
優選的，在上述夾具裝置中，所述上下夾具之間採用凹凸槽設計。
優選的，在上述夾具裝置中，所述上下兩夾具上採用螺栓進行定位加固。
優選的，在上述夾具裝置中，所述夾具裝置上裝配有下定位螺栓，所述下定位螺栓與頂破實驗測試的儀器設備進行定位連接。
優選的，在上述夾具裝置中，所述夾具裝置的夾持區域的尺寸範圍是30mm-50mm。
一種頂破裝置，其包括所述的夾具裝置及刺錐，所述刺錐採用半球型或尖錐型或扁平型。
優選的，在上述頂破裝置中，所述刺錐的直徑範圍為5mm-20mm。
從上述技術方案可以看出，本實用新型裝置中的上下兩片夾具中間的嚙合部位採用特殊的結構設計，上下夾具之間還採用定位螺栓進行進一步加固，這種設計顯著提高對待測紡織品/紡織結構增強柔性複合材料的夾持牢度，減少頂破試驗測試過程中待測試樣與夾具之間的相對滑移和紡織結構中紗線抽拔，提高頂破測試的準確性和可靠性。
與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：
(1)該裝置中的上下兩片夾具中間的嚙合部位採用特殊的結構設計，上下夾具之間還採用定位螺栓進行進一步加固，這種設計顯著提高對待測紡織品/紡織結構增強柔性複合材料的夾持牢度，減少頂破試驗測試過程中待測試樣與夾具之間的相對滑移和紡織結構中紗線抽拔，提高頂破測試的準確性和可靠性；另外，該夾具還可以設計為與下端測試設備進行連接的定位栓，進一步增加頂破測試過程中的穩定性。
(2)該刺錐採用多種幾何結構設計，模擬不同使用環境下紡織品/紡織結構增強柔性複合材料的頂破損傷形式，擴大該裝置的適用性。
附圖說明
圖1為本實用新型夾具1的橫截面示意圖；
圖2為圖1中夾具1俯視圖；
圖3為本實用新型夾具2的橫截面示意圖；
圖4為圖3中夾具2俯視圖；
圖5為夾具中間咬合部位示意圖；
圖6為本實用新型半球型刺錐的幾何形狀示意圖；
圖7為本實用新型尖錐型刺錐的幾何形狀示意圖；
圖8為本實用新型扁平型刺錐的俯視圖；
圖9為本實用新型扁平型刺錐的正視圖。
其中：上夾具1；下夾具2；螺栓3；下定位螺栓4。
具體實施方式
本實用新型公開了一種用於測試紡織品/紡織結構增強柔性複合材料頂破性能的夾具裝置及頂破裝置，該裝置中的上下兩片夾具中間的嚙合部位採用特殊的結構設計，上下夾具之間還採用定位螺栓進行進一步加固，這種設計顯著提高對待測紡織品/紡織結構增強柔性複合材料的夾持牢度，減少頂破試驗測試過程中待測試樣與夾具之間的相對滑移和紡織結構中紗線抽拔，提高頂破測試的準確性和可靠性；另外，該夾具還可以設計為與下端測試設備進行連接的定位栓，進一步增加頂破測試過程中的穩定性。
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行詳細地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
如圖6至圖9所示，一種刺錐，所述刺錐採用半球型或尖錐型或扁平型。所述刺錐的直徑變化範圍為5mm-20mm。該刺錐採用多種幾何結構設計，模擬不同使用環境下紡織品/紡織結構增強柔性複合材料的頂破損傷形式，擴大該裝置的適用性。
如圖1至圖5所示，一種夾具，其包括上夾具1及下夾具2，所述上下夾具之間使用多級階梯狀上下夾持。所述夾具的形狀為圓形，所述圓形的夾具內直徑變化範圍為50mm-150mm。本實用新型夾具的形狀設計為圓形，主要是為了保證織物在承受頂破載荷時儘量做到各個方向上的載荷基本相同，避免出現應力集中的情況。夾具圓盤內直徑為待測試樣的有效測試區域，內外直徑的之間的差為待測樣品被夾持區域，該夾持區域的大小直接決定試樣是否被有效握持。因此，為保證試樣在測試過程中能夠有效握持，該夾持區域的尺寸應控制在30mm-50mm之內。
如圖5所示，所述上下夾具之間採用凹凸槽設計。上下夾具之間採用凹凸槽設計，使用多級階梯狀上下夾持，以增加待測樣品與夾具之間的摩擦力，確保紡織品/紡織結構複合材料在頂破承載過程中不產生試樣滑移以及試樣中紗線的抽拔，確保頂破實驗結果的準確性和可靠性。
為了保證上下夾具之間的密切嚙合，在上下兩夾具上還採用螺栓3進行定位加固，加固螺栓3可採用兩種設計方法：
①第一種是採用三套螺栓螺母在夾具圓盤上進行等距離固定，該方法模具設計簡便快捷，測試試樣製備過程中只需要在試樣上進行開孔以方便加固螺栓的通過，如圖3及圖4所示。
②第二種是採用三套外置固定螺栓的方式進行等距離固定，該方法可以確保織物試樣的結構完整性，避免局部破壞，如圖1及圖2所示。
如圖1所示，所述夾具上還可以裝配下定位螺栓4，所述下定位螺栓4與頂破實驗測試的儀器設備進行定位連接，可以確保測試過程中夾具不發生偏離或扭轉，導致實驗終止或測試數據無效。
一種頂破裝置，其包括上述的刺錐和夾具。
該頂破裝置提供了不同的夾具設計，以適應不同的待測樣品需求；刺錐的系列形狀設計主要是為了模擬不同使用環境中紡織品/紡織結構增強柔性複合材料的頂破過程。
本實用新型裝置中的上下兩片夾具中間的嚙合部位採用特殊的結構設計，上下夾具之間還採用定位螺栓進行進一步加固，這種設計顯著提高對待測紡織品/紡織結構增強柔性複合材料的夾持牢度，減少頂破試驗測試過程中待測試樣與夾具之間的相對滑移和紡織結構中紗線抽拔，提高頂破測試的準確性和可靠性。
與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：
(1)該裝置中的上下兩片夾具中間的嚙合部位採用特殊的結構設計，上下夾具之間還採用定位螺栓進行進一步加固，這種設計顯著提高對待測紡織品/紡織結構增強柔性複合材料的夾持牢度，減少頂破試驗測試過程中待測試樣與夾具之間的相對滑移和紡織結構中紗線抽拔，提高頂破測試的準確性和可靠性；另外，該夾具還可以設計為與下端測試設備進行連接的定位栓，進一步增加頂破測試過程中的穩定性。
(2)該刺錐採用多種幾何結構設計，模擬不同使用環境下紡織品/紡織結構增強柔性複合材料的頂破損傷形式，擴大該裝置的適用性。